Механизм газораспределения, назначение, конструкция, материалы.

Газораспределительным называется механизм, осуществляющий открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов двигателя.

Газораспределительный механизм (ГРМ) служит для своевременного впуска горючей смеси или воздуха в цилиндры двигателя и выпуска из цилиндров отработавших газов. В двигателях автомобилей применяются газораспределительные механизмы с верхним расположением клапанов. Верхнее расположение клапанов позволяет увеличить степень сжатия двигателя, улучшить наполнение цилиндров горючей смесью или воздухом и упростить техническое обслуживание двигателя в эксплуатации. Двигатели автомобилей могут иметь газораспределительные механизмы различных типов (рисунок 1), что зависит от компоновки двигателя и, главным образом, от взаимного расположения коленчатого вала, распределительного вала и впускных и выпускных клапанов. Число распределительных валов зависит от типа двигателя.

При верхнем расположении распределительный вал устанавливается в головке цилиндров, где размещены клапаны. Открытие и закрытие клапанов производится непосредственно от распределительного вала через толкатели или рычаги привода клапанов. Привод распределительного вала осуществляется от коленчатого вала с помощью роликовой цепи или зубчатого ремня.

Верхнее расположение распределительного вала упрощает конструкцию двигателя, уменьшает массу и инерционные силы возвратно-поступательно движущихся деталей механизма и обеспечивает высокую надежность и бесшумность его работы при большой частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Цепной и ременный приводы распределительного вала также обеспечивают бесшумную работу газораспределительного механизма.

При нижнем расположении распределительный вал устанавливается в блоке цилиндров рядом с коленчатым валом. Открытие и закрытие клапанов производится от распределительного вала через толкатели штанги и коромысла. Привод распределительного вала осуществляется с помощью шестерен от коленчатого вала. При нижнем расположении распределительного вала усложняется конструкция газораспределительного механизма и двигателя. При этом возрастают инерционные силы возвратно-поступательно движущихся деталей газораспределительного механизма. Число распределительных валов в газораспределительном механизме и число клапанов на один цилиндр зависят от типа двигателя. Так, при большем числе впускных и выпускных клапанов обеспечивается лучшие наполнение цилиндров горючей смесью и их очистка от отработавших газов. В результате двигатель может развивать большие мощность и крутящий момент. При нечетном числе клапанов на цилиндр число впускных клапанов на один клапан больше, чем выпускных.

.....

Механизм газораспределения предназначен для открывания и закрывания в соответствующие моменты работы двига­теля впускных и выпускных окон в головках блоков цилиндров. Он состоит из распределительных валов и клапанных механизмов.

На каждой головке блока на семи опорах установлено по два полых стальных распределительных вала: вал 3 впуска и вал / выпуска.

На каждом валу имеется двенадцать кулачков (по два на цилиндр). Внутренняя полость распределительных валов слу­жит для подвода масла к подшипникам и клапанному меха­низму, для чего в опорных шейках и на нерабочей части бо­ковой поверхности каждого кулачка просверлены отверстия.

Распределительные валы приводятся во вращение от верх­ней конической шестерни наклонного валика механизма пе­редач, которая входит в зацепление с коническим венцом сдвоенной шестерни 3 (рис. 6), установленной на распре­делительном валу впуска.

Цилиндрическая часть сдвоенной шестерни распредели­тельного вала впуска входит в зацепление с цилиндрической шестерней, смонтированной на валу выпуска. Каждая ше­стерня на валу центрируется пояском и соединяется с валом регулировочной втулкой, с помощью которой регулируется газораспределение.

Распределительные валы:

Гайка впускного вала с левой резьбой; 2 – блок шестерен вала впуска; 3 – кольцо; 4 – впускной вал; 5 – резьбовые заглушки; 6 – кольцевые пружинные замки; 7 – выпускной вал; 8 – цилиндрическая шестерня выпускного вала; 9 – регулировочная шлицевая втулка; 10 – кольцевые замки; 11 – гайка выпускного вала с правой резьбой; 12 0 пружинные замки; а – отверстия для смазки тарелок и кулачков; б – отверстия для смазки опорных подшипников

Клапанный механизм состоит из впускных 4 и выпускных 19 клапанов, тарелок клапанов, замков тарелок и клапанных пружин. Для каждого цилиндра устанавлива­ются два клапана для впуска воздуха и два клапана для вы­пуска отработавших газов. Впускные клапаны имеют плоские головки, а выпускные — сферические.

На верхней части клапана монтируется замок тарелки, в резьбовое отверстие стержня клапана ввертывается тарелка клапана. На соприкасающихся торцах тарелки и замка име­ются радиальные треугольные шлицы, препятствующие вы­вертыванию тарелки клапана из стержня.

На каждый клапан устанавливается по две пружины: боль­шая 17 и малая 18, с помощью которых клапан прижима­ется к седлу. Зазоры между затылками кулачков и тарелка­ми клапанов 2,24—2,54 мм.

Фазы газораспределения клапанов

Клапаны:

Клапан впуска; 2 – клапан выпуска; 3 – пружина клапана большая; 4 – пружина клапана малая; 5 – замок тарелки клапана; 6 – тарелка клапана; а – отверстие для отжатия замка; б – треугольные шлицы; в – прямоугольные пазы для специального ключа; г – лыски (направляющие для перемещения замка тарелки)